KR101698006B1

KR101698006B1 - 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101698006B1
Application number: KR1020090055915A
Authority: KR
Inventors: 아자라리 아마눌라; 한 쳉 게; 리 광 헹; 아치와메티 앨버트
Original assignee: 세미컨덕터 테크놀로지스 앤드 인스트루먼츠 피티이 엘티디
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2017-02-01
Also published as: CH699122B1; MY148191A; CH699122A2; CN101672802B; SG157977A1; TWI499771B; CN101672802A; KR20090133097A; TW201005285A

Abstract

반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 시스템은 광 어셈블리, 프리즘 어셈블리, 제1 카메라 및 제2 카메라를 포함한다. 상기 프리즘 어셈블리는 다수의 표면들을 포함한다. 준비 위치에 배치된 반도체 패키지로부터 반사된 광은 그들로부터 출사하고, 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라 중 하나로 입사하기 전에, 프리즘 어셈블리에 입사한다. 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라는 서로 다른 배율을 가진다. 상기 제1 카메라는 상기 반도체 패키지의 바닥면 및 4개의 각 측면의 이미지를 캡쳐한다. 상기 제2 카메라는 상기 반도체 패키지의 상기 바닥면의 이미지만을 캡쳐한다. 상기 광 어셈블리에 의해 공급되는 광은 특정 결함 감지를 향상시키기 위하여 변화할 수 있는 소정의 설정 특성들을 가진다. 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라에 의해 캡쳐된 이미지들은 컨트롤러에 전송되어 분석된다.

반도체 패키지, 광 어셈블리, 프리즘 어셈블리, 제1 카메라, 제2 카메라

Description

반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INSPECTION OF SEMICONDUCTOR PACKAGES}

본 발명은 일반적으로 제품의 표면 결함을 광학적으로 검사하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 시스템 및 방법은 반도체 패키지의 다수의 표면들을 동시에 검사할 수 있다.

제조된 반도체 패키지 또는 장치의 품질 관리는 반도체 패키지의 제조 공정에서 점차 중요해지고 있으며 비용이 많이 든다. Quad Flat No Leads(QFN), Ball Grid Arrays(BGA) 및 Wafer Level Chip Scale Packaging(WLCSP) 패키지들과 같은 반도체 패키지들은 유통 및 수출되기 전에 엄격한 품질 관리 및 분석이 일반적으로 요구된다. 반도체 패키지 표면의 결함 검사(이하 품질 검사라고 함)를 통해, 제조사는 반도체 패키지를 유통 및 수출하기 전에 이러한 결함을 제거하거나 수정할 수 있다. 반도체 패키지의 품질 및 높은 정밀도에 대한 중요성 및 요구가 증가함에 따라, 반도체 패키지의 표면 품질 검사는 반도체 패키지의 전체 제조 공정에서 점점 중요한 단계가 되고 있다.

일반적으로, 반도체 패키지는 내부의 캐비티 및 부정확한 패턴 형성과 같은 표면 결함이 있는 지에 대해 검사된다. 이에 더하여, 반도체 패키지는 단자들의 위치, 피치, 동일평면성(co-planarity) 및 팁 정렬과 같은 결함을 감지하기 위해 검사된다. 더욱이, 반도체 패키지는 반도체 패키지 표면에 인쇄된 상표들이나 제조사의 상세 설명에서 누락되거나 위치가 잘못된 글자들에 대해 검사될 수 있다. 일반적으로, 반도체 패키지가 유통 및 수출되기 전에, 상기 패키지의 바닥면 또는 상면 및 측면들 각각이 검사될 필요가 있다.

반도체 패키지의 검사를 위한 몇 가지 알려진 시스템들 및 방법들이 있다. 전하 결합 소자(CCD) 카메라와 같은 사진 장치는 반도체 패키지의 검사 동안 이미지를 캡쳐하기 위해 널리 사용된다. 반도체 패키지 검사를 위한 일반적인 시스템 및 방법은 바닥면 또는 상면 및 측면들을 동시에 검사하도록 단일 카메라 장치(single camera arrangement)를 사용한다. 그러나, 단일 카메라 장치의 사용은 바닥면 또는 상면과 더불어 측면의 넓게 결합된 검사 영역으로 인하여 검사 해상도의 감소 및 결함 감지의 감소를 야기한다. 더욱이, 단일 카메라 장치와 함께 사용되는 렌즈 및 거울들은 일반적으로 검사 중에 배치되거나 위치될 필요가 있다. 검사 중에 렌즈 및 거울들을 배치하는 것은 보정 손실(calibration loss) 및 조절 피드백의 손실(adjustment feedback losses)을 유발한다.

반도체 패키지의 검사를 위한 대안적인 시스템은 Ebert 등의 미연방 특허 공개 번호 제2003/0086083 A1에서 설명된다. Ebert 등의 시스템은 다수의 개별적인 거울들 및 렌즈를 포함한다. Bbert 등의 시스템의 빔 분할기(splitter)는 고배율 및 저배율 카메라에 의해 반도체 패키지의 고배율 및 저배율 이미지들을 캡쳐하기 위한 별도의 고배율 및 저배율 경로들을 따라 반도체 패키지로부터 반사된 광을 각각 분할한다. 저배율 이미지는 이후 미세 검사를 위하여 고배율 카메라에 의해 더욱 확대될 관심 지역(area of interest)을 식별하는 데 사용된다. 그러나, Ebert 등의 시스템은 일반적으로 많은 공간을 차지한다. 이에 더하여, Ebert 등의 시스템은 자원 소비(resource consuming) 및 정밀도 감소(accuracy compromising) 둘 다를 발생시킬 수 있는 다수의 거울들 및 렌즈의 개별 배치를 포함한다. 더욱이, Ebert 등의 시스템에 의해 캡쳐된 고배율 및 저배율 이미지들 모두 동일한 관심 지역의 동일한 이미지(다른 해상도에도 불구하고)를 갖는다.

Alumot 등의 미연방 특허 공개 번호 제6,952,491 B2 및 미연방 특허 공개 번호 제2004/0263864 Al은 반도체 소자의 표면을 검사하기 위한 방법 및 장치를 기술한다. Alumot 등의 방법 및 장치는 반도체 소자의 표면을 두 단계로 검사한다. 제1 단계에서는, 반도체 소자의 표면이 상대적으로 높은 속도 및 상대적으로 낮은 공간적 해상도로 검사된다. 그런 다음, 제2 단계에서는, 반도체 소자 표면의 선택된 위치는 상대적으로 높은 공간적 해상도로 검사된다. 제1 및 제2 단계들 동안 수집된 정보는 외부 처리 장치 및 제어 장치에 의해 분석된다. 반도체 소자상의 표면 결함을 검사하기 위하여 제1 및 제2 단계에서 얻어진 이미지들과 기준 이미지들을 서로 비교한다.

그러나, Alumot 등에 개시된 2 단계의 검사 방법은 상당한 시간 및 자원 소비를 야기한다. 또한, Alumot 등의 방법 및 장치에 의한 표면 결함 검사는 얻어진 이미지와 기준 이미지를 비교하는 과정이 요구되며, 이 과정은 상당히 부정확하고 시간 소모적일 수 있다. 더욱이, Alumot 등의 장치 및 방법은 단지 반도체 소자의 하나의 표면만을 검사할 수 있다. Alumot 등의 장치는 또한 다수의 구성 요소들을 포함하여, 실질적으로 큰 부피를 가진다. 따라서, Alumot 등의 장치를 설치하기 위하여 요구되는 공간적인 증가는 제조 지역의 증가를 야기하고, 결국 제조 비용을 증가시킨다.

따라서, 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법을 개선할 필요가 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 반도체 패키지 검사를 위한 개선된 시스템 및 방법은 결함 감지 또는 품질 검사를 위하여 이미지 캡쳐의 다중 고 해상도를 고려해야 한다. 이에 더하여, 바람직하게는 개선된 시스템은 공간 효율적(space-efficient)이어야 한다.

본 발명의 제1 견지에 따르면, 반도체 소자 검사 시스템이 개시되며, 상기 시스템은 반도체 소자의 제1 표면으로부터 반사된 광 및 상기 반도체 소자의 적어도 하나의 제2 표면으로부터 반사된 광을 수용하도록 구성된 반사체 어셈블리를 포함한다. 상기 제1 표면은 실질적으로 제1 평면을 따라 연장되고, 상기 적어도 하나의 제2 표면은 실질적으로 적어도 하나의 제2 평면을 따라 연장된다. 상기 적어도 하나의 제2 평면은 제1 평면으로부터 멀어지는 방향으로 경사지고, 상기 반사체 어 셈블리는 상기 제1 표면 및 상기 적어도 하나의 제2 표면으로부터 수용된 광을 실질적으로 제1 방향으로 안내하도록 더 구성된다. 상기 반도체 소자 검사 시스템은 빔 분할기를 더 포함하며, 상기 빔 스플리터는 제1 경로를 따라 이동하기 위한 제1 광선 및 제2 경로를 따라 이동하기 위한 제2 광선으로 상기 제1 방향을 따라 안내된 광을 분할한다. 상기 제1 경로는 실질적으로 제1 이미지 캡쳐 평면과 교차하고, 상기 제2 경로는 실질적으로 제2 이미지 캡쳐 평면과 교차하며, 상기 제1 면 및 적어도 하나의 제2 면 중 적어도 하나의 이미지는 그들의 연속적인 검사를 위하여 상기 제1 이미지 캡쳐 평면 및 상기 제2 이미지 캡쳐 평면 각각으로부터 얻어질 수 있다.

본 발명의 제2 견지에 따르면, 반도체 소자를 검사하기 위한 방법이 개시되며, 상기 방법은 제1 뷰(view)를 가지는 제1 이미지를 캡쳐하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제2 뷰를 가지는 제2 이미지를 캡쳐하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 뷰는 상기 반도체 소자의 제1 면의 이미지 및 상기 반도체 소자의 적어도 하나의 제2 면을 가지는 상기 제1 면의 이미지 중 하나를 포함하고, 상기 제2 뷰는 상기 반도체 소자의 제1 면의 이미지 및 상기 반도체 소자의 적어도 하나의 제2 면을 가지는 상기 제1 면의 이미지 중 다른 하나를 포함한다. 상기 제1 면은 제1 평면을 따라 실질적으로 연장하고, 상기 적어도 하나의 제2 면은 적어도 하나의 제2 평면을 따라 실질적으로 연장한다. 상기 적어도 하나의 제2 평면은 상기 제1 평면으로부터 멀어지는 방향으로 경사진다. 상기 방법은 상기 반도체 소자의 상기 제1 면 및 상기 적어도 하나의 제2 면 중 적어도 하나를 검사하기 위하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 중 적어도 하나를 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 이미지의 캡쳐 및 상기 제2 이미지의 캡쳐는 동시에 그리고 연속적으로 수행되어 상기 반도체 소자의 상기 제1 면 및 상기 적어도 하나의 제2 면 중 적어도 하나의 동시적이고 연속적인 검사를 가능하게 한다.

본 발명의 제3 견지에 따르면, 반도체 소자를 검사하기 위한 방법이 개시되며, 상기 방법은 제1 뷰 및 제1 설정 특성들에 의해 특징지어지는 제1 이미지를 캡쳐링하는 단계 및 제2 뷰 및 제2 설정 특성들에 의해 특징지어지는 제2 이미지를 캡쳐링하는 단계를 포함한다. 상기 제1 뷰는 상기 반도체 소자의 제1 면의 이미지 및 상기 반도체 소자의 적어도 하나의 제2 면을 가지는 상기 제1 면의 이미지 중 하나를 포함하고, 상기 제2 뷰는 상기 반도체 소자의 제1 면의 이미지 및 상기 반도체 소자의 적어도 하나의 제2 면을 가지는 상기 제1 면의 이미지 중 다른 하나를 포함한다. 상기 제1 면은 제1 평면을 따라 실질적으로 연장하고, 상기 적어도 하나의 제2 면은 적어도 하나의 제2 평면을 따라 실질적으로 연장하며, 상기 적어도 하나의 제2 평면은 상기 제1 평면으로부터 멀어지는 방향으로 경사진다. 상기 제1 설정 특성들 및 상기 제2 설정 특성들 각각은 적어도 하나의 조명 색, 적어도 하나의 조명 휘도 및 적어도 하나의 조사각 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 방법은 상기 반도체 소자의 상기 제1 면 및 상기 적어도 하나의 제2 면 중 적어도 하나를 검사하기 위하여 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 중 적어도 하나를 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 이미지의 캡쳐 및 상기 제2 이미지의 캡쳐는 동시에 그리고 연속적으로 수행되어 상기 반도체 소자의 상기 제1 면 및 상기 적어도 하나의 제2 면 중 적어도 하나의 동시적이고 연속적인 검사를 가능하게 한다.

제조된 반도체 패키지 또는 장치의 품질 관리는 반도체 패키지의 제조 공정에서 점차 중요해지고 있으며 비용이 많이 든다. 반도체 패키지의 표면의 품질 검사 또는 결함 감지를 위하여 몇 가지의 시스템들 및 방법들이 있다. 종래 시스템들 및 방법들은 전술한 바와 같이 몇 가지 단점들 및 문제점들을 가지고 있다. 한가지 단점은 단일 카메라를 포함하는 시스템을 이용하여 캡쳐된 이미지의 제한된 해상도이다. 예를 들어, 렌즈 및 거울들과 같은 현재의 시스템의 구성 요소들의 이동은 일반적으로 보정 손실 및 조절 피드백 손실을 초래한다. 더욱이, 다수의 카메라를 포함하는 반도체 패키지의 품질 검사를 위한 현재의 시스템들은 일반적으로 많은 공간을 차지하고, 그 결과, 제조 비용을 증가시킨다. 따라서, 따라서, 반도체 패키지의 품질 검사를 위한 시스템 및 방법은 개선될 필요가 있음을 당업자는 이해할 것이다.

이하, 간결하고 명확한 설명을 위하여, 본 발명은 다중 배율 및 다중 표면 검사가 가능한 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법에 한정되어 설명된다. 그러나, 조작상, 기능상 또는 성능 특성들과 같은 본 발명의 다양한 실시예들에 유효한 기본 원리들이 요구되는 다른 적용들로부터 본 발명의 다양한 실시예들을 배제하는 것은 아니다.

이하, 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법의 예시적인 실시예들은 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명되며, 동일한 성분들은 동일한 참조 번호들을 가 진다.

본 발명의 예시적인 제1 실시예에 따른 반도체 패키지(12)(또한, 반도체 기판으로서 알려진)의 검사를 위한 시스템(10)이 제공된다. 이에 한정되지는 않지만, 반도체 패키지(12)는 Quad Flat No Leads(QFN), Ball Grid Arrays(BGA) 및 Wafer Level Chip Scale Packaging(WLCSP) 패키지들을 포함한다. 바람직하게는, 상기 시스템(10)은 광 어셈블리(14) 또는 광 장치(lighting arrangement), 프리즘 어셈블리(16) 및 다수의 카메라들을 포함한다.

바람직하게는, 각각의 반도체 패키지(12)는 상면, 바닥면 및 4개의 측면들을 포함한다. 반도체 패키지(12)의 상면 및 바닥면은 또한 반도체 패키지(12)의 상측 및 바닥측으로 각각 언급될 수 있다. 바람직하게는, 반도체 패키지(12)의 4개 측면들 각각은 반도체 패키지(12)의 상면 및 바닥면에 대해 경사진다. 상기 반도체 패키지(12)가 4개 이상의 측면들을 포함할 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 반도체 패키지(12)는 8개 또는 10개의 측면들과 대응하는 8각형 또는 10각형일 수 있다.

바람직하게는, 반도체 패키지(12)의 검사는 상기 반도체 패키지(12)의 상면, 바닥면 및 각 4개의 측면들의 이미지 캡쳐를 포함한다. 대안적으로, 반도체 패키지(12)의 검사는 반도체 패키지(12)의 임의 개수의 표면들의 이미지 캡쳐를 포함한다.

바람직하게는, 반도체 패키지(12) 검사용 시스템(10)은 상기 반도체 패키지(12)의 각각의 4개 측면들뿐만 아니라 바닥면의 이미지 캡쳐가 가능하다. 반도체 패키지(12)의 각각의 4개 측면들뿐만 아니라 바닥면의 이미지 캡쳐는 임의의 표면에 위치한 결함들의 감지를 용이하게 한다.

이에 한정되지는 않지만, 반도체 패키지(12)의 표면 결함은 결락(voids), 균열, 얼룩, 오염, 잘못된 패턴 및 부정확한 교차 배치를 포함한다. 표면 결함 감지는 상기 감지된 표면 결함을 수정할 수 있다. 대안적으로, 반도체 패키지(12)의 표면 결함의 감지는 불량 반도체 패키지(12)의 제거를 용이하게 한다. 따라서, 바람직하게는, 반도체 패키지(12)의 검사는 제조된 반도체 패키지(12)의 전반적인 품질을 향상시킨다.

바람직하게는, 반도체 패키지(12)는 검사 또는 이미지 캡쳐 동안 준비 위치(ready position)(18)에 배치된다. 광 어셈블리(14)는 준비 위치(18)에 배치된 반도체 패키지(12)로 광을 공급하거나 안내하는 기능을 한다. 바람직하게는, 광 어셈블리(14)는 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형(on-axis) 조명 어셈블리(22)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)는 다층 발광 다이오드(LED) 소자들을 포함한다. 대안적으로, 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)는 제논 플래시 조명기들(xenon flash illuminators)을 포함한다. 또 다른 대안으로서, 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)는 당업자에게 알려진 서로 다른 유형의 광 소자들 또는 장치들을 포함한다. 대안적으로, 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22) 각각은 서로 다른 광 소자들 또는 조명 장치들을 포함한다.

바람직하게는, 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)는 둘 모두 소정의 형상으로 공간적으로 배열된다. 더욱 바람직하게는, 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)의 공간적 배치 또는 형상은 실질적으로 고정된다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 광 어셈블리(14)의 고정된 공간적 배치는 검사 동안 반도체 패키지(12) 조사를 더욱 용이하게 하고, 조작 효율을 향상시킨다.

경사형 조명 어셈블리(20)는 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)의 바닥면 및 4개의 각 측면들에 광을 공급하거나 안내한다. 바람직하게는, 경사형 조명 어셈블리(20)의 다층 LED 소자들은 상기 준비 위치(18)에 위치된 반도체 패키지(12)의 바닥면에 대해 소정의 각도로 각각 배치된다. 더욱 바람직하게는, 상기 소정 각도는 조절 및 변경될 수 있으며, 따라서, 광이 요구되거나 원하는 각도로 반도체 패키지(12)에 안내되도록 할 수 있다. 더욱이, 다층 LED 소자들이 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)의 바닥면 및 4개의 각 측면들로부터 반사된 광과의 실질적인 간섭을 피하기 위하여 공간적으로 배치되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 축상형 조명 어셈블리(22)는 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)의 바닥면에 1차적으로 광을 공급하거나 안내한다.

반도체 패키지(12) 검사용 시스템(10)은 반사체 어셈블리(reflector assembly)로도 또한 알려진 프리즘 어셈블리(16)를 더 포함한다. 프리즘 어셈블리(16)는 다수의 표면들 및 반사 표면들을 포함한다. 바람직하게는, 다수의 표면들은 특정하게 배치되거나 또는 서로에 관련하여 상호 배치된다. 더욱 바람직하게는, 다수의 표면들은 그들 사이에 통로(passageway)를 정의하기 위하여 상호 배치된다. 상기 다수의 표면들 각각은 면밀하게 계산된 특성들 또는 특징들을 가진다. 예를 들어, 상기 다수의 표면들 중 적어도 하나의 표면은 면밀하게 계산된 반사율, 투과율 및 흡수율을 가진 코팅을 포함한다. 이에 더하여, 바람직하게는, 상기 다수의 표면들 중 적어도 하나의 표면은 광 접착 공정(Optical Cementing process)에 의해 조립된다.

바람직하게는, 상기 준비 위치(18)에 배치된 반도체 패키지(12)의 표면으로 공급되고 안내된 광의 적어도 일부는 반도체 패키지(18)의 표면에 의해 반사된다. 바람직하게는, 반도체 패키지(12)로부터 반사된 광의 적어도 일부는 그들로부터 출사되고 상기 다수의 카메라 중 적어도 하나로 입사되기 전에, 상기 프리즘(16)으로 입사한다. 바람직하게는, 상기 다수의 카메라는 2개이며, 다시 말해서, 제1 카메라(24)와 제2 카메라(26)(또한, 제1 이미지 캡쳐 장치 및 제2 이미지 캡쳐 장치로도 언급됨)가 있다. 바람직하게는, 제1 카메라(24)와 제2 카메라(26) 모두는 고 해상도(high-resolution) 카메라이다. 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26) 각각은 동일한 고 해상도를 가질 수 있다. 대안적으로, 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26) 각각은 서로 다른 해상도를 가진다.

바람직하게는, 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26)에 입사되는 광은 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26)에 의해 각각 이미지 캡쳐할 수 있다. 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26)의 고 해상도는 캡쳐될 이미지의 고 해상도를 가능하게 한다. 따라서, 바람직하게는, 제1 카메라(24) 및 제2 카메라(26)의 고 해상도는 상기 시스템(10)에 의해 더욱 정확하고 용이한 표면 결함 감지를 향상시킨다.

바람직하게는, 제1 카메라(24), 제2 카메라(26) 및 광 어셈블리(14)의 동작은 컴퓨터 기반 시스템 및 프로그램 가능한 컨트롤러(미도시) 중 하나에 의해 또는 이들을 조합하여 제어될 수 있다. 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22) 중 적어도 하나에 연결되거나 신호 통신(signal communication)된다. 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 상기 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)로 경사형 조명 어셈블리(20)와 축상형 조명 어셈블리(22) 중 적어도 하나에 의해 공급되는 광의 특성 또는 특징을 제어하거나 판단한다. 이에 한정되지는 않지만, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러에 의해 제어되는 광의 특성은 휘도 또는 세기, 색 및 조사각을 포함한다. 예를 들어, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는, 준비 위치(18)에 위치한 반도체 소자(12)의 바닥면에서 또는 상기 바닥면을 따라 정의되는 기준 평면(reference plane)에 대하여 각각의 다층 LED 소자의 각도를 제어할 수 있으며, 따라서, 각각의 다층 LED 소자에 의해 안내된 광의 각도는 상기 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)로 안내된다.

바람직하게는, 반도체 소자(12)의 바닥면에서 반사된 광은 기준 평면과 실질적으로 수직한다. 더욱 바람직하게는, 반도체 소자(12)의 4개 측면들 각각은 상기 기준 평면과 수직한다. 바람직하게는, 반도체 소자(12)의 4개 측면들 각각으로부터 반사된 광은 상기 기준 평면에 대해 실질적으로 평행하다.

경사형 조명 어셈블리(20) 및 축상형 조명 어셈블리(22)는 반도체 패키지(12)를 경사 광(angular light) 및 축상 광(on-axis light) 둘 모두를 가지면서 상기 반도체 패키지(12)를 동시에 조사하도록 제어될 수 있다. 대안적으로, 상기 경사형 조명 어셈블리(20) 및 상기 축상형 조명 어셈블리(22)는 반도체 패키지(12)의 시간 간격에 근거한 경사 광 및 축상 광을 교대로 유발하도록 제어될 수 있다. 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 광 어셈블리(14)에 의해 공급되는 광의 각각의 서로 다른 특성을 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 더하여, 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 광 어셈블리(14)에 의해 공급되는 광의 특성들의 집합을 제어하거나 판단할 수 있다.

광은 광자로 알려진 소립자(elementary particles)로 구성되어 있다. 광은 파동과 입자의 두 특성을 나타내며, 그 현상은 일반적으로 파동 입자 이중성(wave-particle duality)으로 언급된다. 일반적으로, 광은 광선들이나 광파들의 묶음(bundle)으로서 알려져 있다. 각각의 광선 또는 광파는 파장을 가진다. 광선의 파장은 광선의 주파수를 결정한다. 광선의 주파수는 광선이 표면과 충돌하거나 부딪칠 때, 상기 광선의 투과도(transmissibility), 흡수(absoption) 및 반사도(reflectivity)를 결정하는 인자이다.

상술한 바와 같이, 상기 반도체 패키지(12)의 표면의 검사 또는 이미지 캡쳐는 상기 반도체 패키지(12)가 상기 준비 위치(18)에 위치될 때 발생한다. 상기 반도체 패키지(12)의 표면으로부터 반사된 광(광선으로서 대체되어 언급될 수 있다)이 제1 카메라(24) 또는 제2 카메라(26) 둘 중 하나로 입사할 때, 이미지들은 캡쳐된다.

바람직하게는, 상기 반도체 패키지(12)의 표면으로부터 반사된 광은 상기 제 1 카메라(24) 또는 상기 제2 카메라(26) 중 어느 하나로 입사되기 전에, 먼저 상기 프리즘 어셈블리(16)를 통하여 이동한다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)로 결국 입사하는 광은 상기 프리즘 어셈블리(16)를 통해 제1 광 경로를 따른다. 더 바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)로 결국 입사하는 광은 상기 프리즘 어셈블리(16)를 통해 제2 광 경로를 따른다.

제1 광 경로(100)의 예시적인 공정 흐름은 도 5 및 도 6과 같이 보여진다. 상기 제1 광 경로(100)의 단계 110에서, 준비 위치(18)에 위치한 반도체 패키지(12)의 바닥면 및 4개 측면들 각각으로부터 반사된 광은 제1 입사면(first entry surface)(50)을 통하여 프리즘 어셈블리(16)으로 입사한다. 바람직하게는, 상기 제1 입사면(50)은 상기 제1 입사면(50)을 충돌하는 광의 반사를 방지하거나 실질적으로 감소시키기 위하여 비-반사 코팅(anti-reflection coating)으로 코팅된다.

상기 프리즘 어셈블리(16)를 입사하는 광은 제2 반사면(52)으로부터 반사된다(S120). 바람직하게는, 상기 제2 반사면(52)은 특정 코팅으로 코팅된다. 바람직하게는, 특정 코팅은 각각 50%, 50% 및 0%의 반사율, 투과율 및 흡수율을 가진다. 더욱 바람직하게는, 상기 반사율, 투과율 및 흡수율은 +/- 5%까지의 허용공차(tolerance)를 가지고 변화할 수 있다. 대안적으로, 상기 반사율, 투과율 및 흡수율은 필요에 따라 변화할 수 있다. i의 각도(즉, 입사각) 접촉면에 충돌하는 입사 광선이 사이 접촉면에 수직하는 선(즉, 법선)과 상기 입사 광선 사이에서 측정되었던 반사 상태의 법칙은 동일한 각 i으로 상기 접촉면으로부터 반사될 수 있을 것이다. 다시 말해서, 광선 또는 광의 반사각은 입사각과 동일하다.

상기 제2 반사면(52)로부터 반사되는 광선의 양은 상기 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율에 의존한다. 바람직하게는, 광은 입사각과 동일한 반사각으로 상기 제2 반사면(52)으로부터 반사된다.

상기 제2 반사면으로부터 반사된 광은 상기 프리즘 어셈블리(16) 내의 제3 반사면(54)을 통하여 안내된다(S130). 바람직하게는, 광은 상기 제3 반사면(54)으로부터의 방해 반사(impede reflection)에 수직하게 상기 제3 반사면(54)을 부딪히거나 충돌한다. 바람직하게는, 상기 제3 반사면(54)는 광 접착 공정에 의해 제조된다. 바람직하게는, 상기 광 접착 공정에 의해 제조된 표면들은 양 측면 상에서 동일하거나 또는 실질적으로 동등한 반사 계수들을 가진다.

상기 제3 반사면(54)을 통하여 이동하는 광은 상기 프리즘 어셈블리(16) 내의 제4 반사면(56)으로부터 반사된다(S140). 바람직하게는, 광은 상기 제4 반사면(56)의 법선에 대한 임의의 각도(즉, 입사각)로 상기 제4 반사면(56)에 안내된다. 바람직하게는, 상기 제4 반사면(56)은 상기 제2 반사면(52)과 유사한 특정 코팅으로 코팅된다. 더욱 바람직하게는, 상기 제4 반사면(56)의 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율은 상기 제2 반사면(52)의 그것들과 실질적으로 동등하다. 대안적으로, 상기 제4 반사면(56)의 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율은 상기 제2 반사면(52)의 그것들과 다르다. 상기 제2 반사면(52)과 상기 제4 반사면(56) 둘 다은 빔 분할기로서 기능할 수 있다. 이것은 상기 제2 반사면(52) 또는 상기 제4 반사면(56) 둘 중의 하나로 안내된 광이 다수의 광선으로서 반사되고, 그 다수의 광선 각각은 다른 경로 또는 방향을 따라 안내된다는 것을 의미한다.

바람직하게는, 광은 상기 입사각과 동일한 반사각으로 상기 제4 반사면(56)으로부터 반사된다. 상기 제4 반사면(56)으로부터 반사된 광선 또는 광의 양은 상기 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율에 의존한다.

바람직하게는, 상기 제4 반사면(56)으로부터 반사된 광은 제5 반사면(58)로 안내되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 제5 반사면(58)은 92% 이상의 반사율로 거울 마감(mirror finish)된다. 대안적으로, 상기 거울 마감은 다른 값의 반사율을 가진다. 상기 제5 반사면(58)의 반사율 증가는 그들로부터 반사될 그들과 충돌하는 광선의 비율을 보다 높일 수 있다.

상기 제1 광 경로(100)의 단계 150에서, 상기 제2 반사면(58)으로 안내된 상기 광은 그들에 의해 반사된다. 바람직하게는, 광은 입사각과 동일한 반사각으로 상기 제5 반사면(58)으로부터 반사된다.

상기 제5 반사면(58)으로부터 반사된 상기 광은 제1 출사면(60)을 통하여 상기 프리즘 어셈블리(16)를 출사한다(S160). 바람직하게는, 상기 제1 출사면(60)은 상기 제1 입사면(50)과 동일하거나 또는 실질적으로 유사한 특성들을 공유한다(S160). 다시 말해서, 바람직하게는, 상기 제1 출사면(60)은 광의 반사율을 방해하거나 또는 실질적으로 감소시키는 비-반사 코팅을 포함한다. 대안적으로, 상기 제1 출사면(60)은 상기 제1 입사면(50)과 비교했을 때, 다른 특성들을 가진다.

상기 제1 출사면(60)을 통하여 상기 프리즘 어셈블리(16)를 출사하는 광은 최종 단계 170에서 상기 제1 카메라(24)를 입사하기 전에 제1 카메라 렌즈(62)를 통과한다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)는 제1 이미지 캡쳐 평면을 정의한 다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라 렌즈(62)는 상기 제1 출사면(60)과 상기 제1 카메라(24) 사이에 공간적으로 배치된다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)와 상기 제1 카메라 렌즈(62)의 공간적 배치는 실질적으로 고정된다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라 렌즈(62)는 피사체 거리(object distance)에 대한 망원 렌즈(long lens)를 가진다. 상기 제1 카메라 렌즈(62)는 소정의 배율 또는 배율 계수를 얻기 위하여 소정의 초점 길이를 가진다. 바람직하게는, 상기 초점 거리 및 그에 따른 상기 제1 카메라 렌즈(62)의 배율은 당업자에게 알려진 기술을 이용하여 필요에 따라 변할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 카메라 렌즈(62)에 의해 달성된 상기 초점 거리 또는 배율은 상기 바닥면으로부터 반사된 광뿐만 아니라 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 4개의 측면들 각각으로부터 반사된 광을 상기 카메라로 입사시킬 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)는 다수의 층들, 즉, 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 바닥면 및 4개의 측면들 각각의 이미지들을 캡쳐할 수 있다.

예시적인 제2 광 경로(200)는 도 8 및 도 8에서 보여준다. 바람직하게는, 상기 제2 광 경로(200)의 단계 210, 단계 220 및 단계 230은 상기 제1 광 경로(100)의 단계 110, 단계 120 및 단계 130과 각각 유사하다. 따라서, 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 바닥면으로부터 반사된 광은 상기 제1 입사면(50)을 통하여 상기 프리즘 어셈블리(16)를 입사한다(S210). 그런 다음, 광은 입사각과 동일한 출사각으로 상기 제2 반사면(52)으로부터 반사된다(S220). 그런 다 음, 상기 제2 반사면(52)으로부터 반사된 광은 상기 제3 반사면(54)을 통하여 이동한다(S230).

상기 제2 광 경로(200)의 단계 240에서, 상기 제3 반사면(54)을 통하여 이동하는 광은 상기 프리즘 어셈블리(16) 내의 상기 제4 반사면(56)을 통하여 투과된다. 바람직하게는, 상기 제4 반사면(56)을 통하여 투과된 광의 비율은 상기 제4 반사면(56)의 상기 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율에 의존한다. 바람직하게는, 상기 특정 코팅의 반사율, 투과율 및 흡수율은 각각 50%, 50% and 0%이다. 따라서, 바람직하게는, 상기 제4 반사면(56)을 충돌하는 광선의 50%는 상기 제4 반사면(56)을 통하여 투과된다.

상기 제4 반사면(56)을 통하여 투과된 광은 제2 출사면(64)을 통하여 상기 프리즘 어셈블리(16)를 출사한다(S250). 바람직하게는, 사이 제2 출사면(64)은 상기 제1 출사면(60)과 동일하거나 또는 실질적으로 유사한 특성들을 공유한다. 다시 말해서, 바람직하게는, 상기 제2 출사면(64)은 그에 따른 광의 반사율을 방해하거나 또는 실질적으로 감소시키는 비-반사 코팅으로 코팅된다. 대안적으로, 상기 제2 출사면(64)은 상기 제1 출사면(60)과 비교했을 때, 다른 특성들을 가진다.

상기 제2 광 경로(200)의 단계 260에서, 상기 프리즘 어셈블리(16)를 출사하는 광은 상기 제2 카메라(26)를 출사하기 전에, 제2 카메라 렌즈(66)를 관통한다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)는 제2 이미지 캡쳐 평면을 정의한다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라 렌즈(66)는 상기 제2 출사면(64)과 상기 제2 카메라(26) 사이에 공간적으로 배치된다. 더욱 바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)와 상기 제2 카메라 렌즈(66)의 공간적 배치는 실질적으로 고정된다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라 렌즈(66)는 피사체 거리에 대한 망원 렌즈를 가진다. 더욱이, 상기 제2 카메라 렌즈(66)는 소정의 배율을 얻기 위하여 소정의 초점 길이를 가진다. 상기 제1 카메라 렌즈(62)를 구비함에 따라, 상기 초점 거리 및 그에 따른 상기 제2 카메라 렌즈(66)의 배율은 당업자에게 알려진 기술을 이용하여 필요에 따라 또한 변경될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 카메라 렌즈(66)의 배율은 상기 제1 카메라 렌즈(62)의 배율과 다르다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라 렌즈(66)에 의해 달성된 상기 초점 거리 또는 배율은 단지 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 상기 바닥면으로부터 반사된 광만을 상기 제2 카메라(26)로 입사시킬 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)는 단일의 이미지, 특히, 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 바닥면의 이미지를 캡쳐할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라 렌즈(66)의 배율은 상기 제2 카메라(26)를 구비한 상기 반도체 패키지(12)의 바닥면의 보다 더 높은 이미지 배율을 가능하게 하는 상기 제1 카메라 렌즈(62)의 배율보다 높다.

따라서, 상기 제2 카메라 렌즈(66)로부터 상기 제1 카메라 렌즈(62)의 다른 초점 길이 및 그에 따른 배율은 상기 시스템(10)으로 하여금 다중 배율 또는 다수의 뷰들(multiple views)의 이미지들을 캡쳐할 수 있도록 한다. 각각이 다른 초점 길이를 가지고, 상기 프리즘 어셈블리(16)의 표면 수에 증가에 따라 함께 증가하는 상기 시스템(10)의 카메라 렌즈의 수의 증가는 상기 시스템(10)으로 하여금 증가한 배율 수 및 증가한 뷰 수를 갖는 이미지들을 캡쳐할 수 있도록 한다.

바람직하게는, 상기 시스템(10)의 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)는 상기 제1 출사면(60) 및 상기 제2 출사면(64)을 가지는 라인(line)에서 실질적으로 서로 인접하게 각각 배치된다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)의 위치 또는 배치에 의해 요구된 물리적 공간은 상기 제4 반사면(56)과 상기 프리즘 어셈블리(16)의 상기 제5 반사면(58) 사이에서 요구된 거리 또는 공간을 판단한다.

바람직하게는, 상기 프리즘 어셈블리(16)의 사용은 반도체 패키지(12)의 검사를 위한 현재의 시스템들과 비교할 때, 상기 시스템(10)의 설치를 위해 요구된 공간을 감소시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 프리즘 어셈블리(16)의 상기 제1 면(50), 상기 제2 반사면(52), 상기 제3 반사면(54), 상기 제4 반사면(56) 및 상기 제5 반사면(58) 각각은 공간적으로 고정되거나 또는 움직일 수 없다. 상기 프리즘 어셈블리(16)의 상술한 표면들 각각의 부동성(immobility)은 이동가능한 거울들 및 렌즈를 이용하는 현재의 시스템에서 존재하는 보정 손실 또는 조절 피드백 손실을 제거하거나 또는 실질적으로 감소시킨다.

도 10에 도시된 바와 같은 반도체 패키지(12)의 검사를 위한 방법은 본 발명의 예시적인 제2 실시예에서 제공된다. 바람직하게는 상기 방법(300)은 상기 시스템(10)을 이용한다.

상기 반도체 패키지(12)는 준비 위치(12)에 배치된다(S310). 바람직하게는, 상기 준비 위치(18)는 상기 시스템(10)의 측면 프리즘 구조(68) 내에 배치된다. 바 람직하게는, 상기 측면 프리즘 구조(68)는 다수의 표면들 또는 거울들, 더욱 바람직하게는, 4개의 표면들을 포함한다. 바람직하게는, 상기 준비 위치(18)는 상기 측면 프리즘 구조(68)의 상기 4개의 표면들에 의해 정의된 공간 내에 실질적으로 배치된다. 바람직하게는, 상기 측면 프리즘 구조(68)의 4개의 표면들 각각은 상기 반도체 패키지(12)의 상기 4개의 측들 각각에 의해 반사된 광을 수용한다.

그런 다음, 상기 조명은 상기 반도체 패키지(10)에 안내된 광 또는 조사의 제1 섬광(first flash)을 제공한다(S320). 바람직하게는, 광의 상기 제1 섬광은 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(10)의 4측면들 각각뿐만 아니라 상기 바닥면을 조사한다.

바람직하게는, 광의 상기 제1 섬광은 소정의 설정 특성들을 가진다. 바람직하게는, 상기 소정의 설정 특성들은 컨트롤러에 의해 판단되고 제어된다. 상술한 바와 같이, 바람직하게는, 상기 설정 특성들은 특정 휘도 또는 세기, 색 및 조사각을 포함한다. 예를 들어, 상기 설정 특성들은 50%의 휘도, 적색 및 50도의 조사각을 포함한다. 발람직하게는, 상기 설정 특성들 내의 각각의 특성은 필요에 따라서 개별적으로 변경될 수 있다.

바람직하게는, 상기 설정 특성들은 반도체 패키지(12)의 표면 결함의 특정 타입을 부각시키기 위하여 특정하게 선택된다. 이는 임의의 반도체 패키지(12)의 표면 결함들의 검사가, 당업자에 의해 인지될 수 있는 것처럼, 임의의 설정 특성들을 가지는 광을 이용하여 보다 정밀하게 또는 쉽게 수행될 수 있기 때문이다.

상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)로 안내된 광의 상기 제1 섬광은 상기 반도체 패키지(12)의 상기 바닥면 및 상기 4개의 측면들 각각으로부터 반사될 수 있다. 바람직하게는, 상기 반도체 패키지(12)의 바닥면으로부터 반사된 광은 상기 반도체 패키지(12)의 상기 4개의 측면들 각각으로부터 반사된 광에 수직하다.

상기 반도체 패키지(12)의 제1 이미지는 상기 제1 카메라(24)에 의해 캡쳐된다(S330). 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)는 소정의 시간 동안 노출되어 광을 입사할 수 있다. 따라서, 상기 제1 카메라(24)로 입사하는 광은 상기 제1 카메라(24)에 의해 이미지 캡쳐될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)를 입사하는 광은 상기 제1 광 경로(100)를 따른다.

바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)에 의해 캡쳐된 이미지들은 상기 준비 위치(18)에서 상기 반도체 패키지(12)의 다수의 표면의 이미지들이다. 다시 말해서, 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24)에 의해 캡쳐된 이미지들은 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 4개의 측면들 각각의 이미지와 함께 상기 바닥면의 이미지를 포함한다. 이에 더하여, 바람직하게는, 상기 캡쳐된 제1 이미지는 광의 상기 제1 섬광의 상기 소정의 설정 특성들에 의해 특징되어 진다.

상기 광 어셈블리는 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)로 안내된 광의 제2 섬광을 공급한다(S340). 바람직하게는, 상기 제2 섬광은 상기 제1 섬광과 동일한 소정의 설정 특성들을 가진다. 대안적으로, 상기 제2 섬광은 상기 제1 섬광과 비교할 때, 다른 설정 특성들을 가진다.

그런 다음, 제2 이미지는 상기 제2 카메라(26)에 의해 캡쳐된다(S350). 바람 직하게는, 상기 제2 카메라(26)는 소정의 시간 동안 노출되어 광을 입사할 수 있다. 상기 제1 카메라(24)와 유사하게, 상기 제2 카메라(26)로 입사하는 광은 상기 제2 카메라(26)에 의해 이미지 캡쳐될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)를 입사하는 광은 상기 제2 광 경로(200)를 따른다.

바람직하게는, 상기 제2 카메라(26)에 의해 캡쳐된 이미지들은 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 단일 면의 이미지이다. 다시 말해서, 상기 제2 카메라(26)에 의해 캡쳐된 이미지들은 단지 상기 준비 위치(18)에 배치된 상기 반도체 패키지(12)의 상기 바닥면의 이미지만을 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 이미지와 같이, 상기 제2 이미지는 상기 제2 섬광의 상기 소정의 설정 특성들에 의해 특징되어 진다. 따라서, 바람직하게는, 상기 제2 이미지와 상기 제1 이미지는 공통의 소정의 설정 특징들을 공유하며, 이하에서는, 제1 설정 이미지로 언급된다.

바람직하게는, 설정 이미지들 내의 이미지들은 동일한 설정 특성들에 의해 특징되어 진다. 예를 들어, 바람직하게는, 각각의 설정 이미지 내의 각 이미지는 동일한 휘도, 색상 및 조사각을 공유한다. 대안적으로, 각각의 설정 이미지 내의 각 이미지는 공통의 다른 설정 특성들을 공유한다.

상술한 바와 같이, 상기 제1 설정 이미지들은 상기 단계 320 내지 단계 350을 수행함으로써 캡쳐되거나 얻어진다. 바람직하게는, 상기 단계 320 내지 350은 종종 필요에 따라 반복되어 캡쳐될 다수의 설정 이미지들이 캡쳐될 수 있도록 한다. 바람직하게는, 상기 광 어셈블리에 의해 공급된 광의 상기 설정 특성들 상기 단계 320 내지 350의 각 반복과 함께 변화되거나 재선택될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 반도체 패키지(12)로 공급된 광의 특성 변화는 다른 표면 결함들의 감지를 향상시키기 위함이다.

바람직하게는, 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)에 의해 캡쳐된 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지, 또는 상기 제1 설정 이미지는 프로그램 가능한 컨트롤러 또는 그에 따른 분석을 위한 컨트롤러로 다운로드 또는 전달된다(S360). 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)와 신호 통신한다. 바람직하게는, 상기 이미지들은 이미지 신호로서 상기 프로그램 가능한 컨트롤러로 다운로드 된다. 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 그들로 다운로드된 상기 이미지들을 분석하기 위하여 프로그램된다. 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러로 다운로드된 상기 이미지들은 당업자에게 알려진 방법 및 알고리즘, 예를 들어, 영상 대차(image differencing), 네거티빙(negativing), 이진화(thresholding) 또는 상기 반도체 패키지(12)의 표면 결함들을 확인하고 감지하기 위한 모서리 감지를 이용하여 처리된다. 더욱 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 상기 시스템(10)에 의해 검사되는 상기 반도체 패키지(12)의 자동화된 표면 결함 감지를 가능하게 할 수 있다.

바람직하게는, 반도체 패키지(12)의 검사를 위한 방법(300)은 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)에 의해 연속적인 이미지 캡쳐를 가능하게 한다. 더욱 바람직하게는, 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)는 교번으로 연속 이미지들을 캡쳐한다. 바람직하게는, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 이미지 캡쳐를 교번하기 위하여 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)의 교번 노출(alternating exposure)의 동기화(synchronization)를 제어한다. 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제3 카메라(26)의 교번에 의한 이미지 캡쳐는 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)에 의한 이미지의 캡쳐 동안 데이터 전송에 기인한 지연 효과를 감소시키는데 도움을 준다.

일반적으로, 시간은 이미지들의 캡쳐 동안 데이터 전송을 위하여 요구된다. 데이터 전송기간은 일반적으로 카메라들의 해상도를 증가함에 따라 증가한다. 상기 데이터 전송기간은 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)에 의한 이미지 캡쳐의 속도 및 효율에 실질적으로 영향을 끼치며, 그 결과로서, 반도체 패키지(12)의 검사를 위한 상기 시스템(10) 및 방법의 전반적인 효율에 영향을 미친다.

따라서, 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26)에 의한 교번 이미지 캡쳐가 데이터 전송에 의해 야기된 지연 효과를 감소시킨다는 것은 분명할 것이다. 이는 반도체 패키지(12) 검사의 처리량(throughput) 및 그에 따른 제조 용량을 증가시키는데 도움을 준다.

비록 본 발명의 예시적인 실시예들이 시간-동기화된 교번 이미지 캡쳐를 이용하지만, 상기 제1 카메라(24) 및 상기 제2 카메라(26) 둘 다에 의한 동시 이미지 캡쳐가 본 발명에 의해 제공된 상기 시스템(10)에 또한 가능하다는 것은 당업자에게 분명할 것이다.

전술한 방법에서, 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템 및 방법은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 설명된다. 비록 본 발명의 예시적인 실시예들만이 개시되었지만, 다수의 변경 및/또는 변형이 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 가능하다는 것은 본 명세서의 견지에서 당업자에게 분명할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템의 부분적인 시스템 구성을 보여준다.

도 2는 도 1의 시스템의 경사형 조명 어셈블리 및 측면 프리즘 구조의 부분 단면 전면도를 보여준다.

도 3은 도 2의 측면 프리즘 구조 및 그로 인한 광 방향전환(light redirection)의 부분 확대 단면 전면도를 보여준다.

도 4는 도 1의 시스템의 반도체 패키지와 제1 카메라 사이의 예시적인 제1 광 경로(optical path)를 따르는 광 이동의 흐름도를 보여준다.

도 5는 도 4의 예시적인 제1 광 경로를 따르는 광의 이동을 보여준다.

도 6은 도 1의 시스템의 반도체 패키지와 제2 카메라 사이의 예시적인 제2 광 경로를 따르는 광 이동의 흐름도를 보여준다.

도 7은 도 6의 예시적인 제2 광 경로를 따르는 광의 이동을 보여준다.

도 8은 도 4의 예시적인 제1 광 경로를 따르는 광의 이동 및 도 6의 예시적인 제1 광 경로를 따르는 광 이동의 조합을 보여준다.

도 9는 도 1의 시스템의 제1 카메라에 의해 캡쳐된 이미지와 제2 카메라에 의해 캡쳐된 이미지를 보여준다.

도 10은 도 1의 반도체 패키지의 검사를 위한 시스템의 프리즘 어셈블리를 통과하는 광 이동 보여준다.

도 11은 본 발명의 예시적인 제2 실시예에 따른 반도체 패키지의 검사를 위 한 방법의 흐름도를 보여준다.

Claims

제 1평면을 따라 연장되는 제 1면 및 상기 제 1평면으로부터 경사진 적어도 하나의 제 2평면을 따라 연장되는 적어도 하나의 제 2면을 포함하는 다수 표면을 구비한 반도체 소자 검사 시스템에 있어서,

a) 상기 반도체 소자의 상기 제 1면으로부터 반사된 광 및 상기 반도체 소자의 상기 적어도 하나의 제 2면으로부터 반사된 광을 수용하고, b) 상기 수용된 광을 제 1방향을 따라 안내하도록 하는 반사체 어셈블리; 및

상기 제 1방향을 따라 안내된 광을, 제 1이미지 캡쳐 평면과 교차하는 제 1 광 경로를 따라 이동하기 위한 제 1광선 및 제 2이미지 캡쳐 평면과 교차하는 제 2 광 경로를 따라 이동하기 위한 제 2광선으로 분할하기 위한 빔 분할기를 포함하되,

상기 반도체 소자의 다수 표면의 제 1이미지는 상기 제 1이미지 캡쳐 평면에서 얻을 수 있고, 상기 반도체 소자의 단일 표면의 제 2이미지는 상기 제 2이미지 캡쳐 평면에서 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 제 1이미지를 캡쳐하고 상기 반도체 소자의 상기 제 1면 및 상기 적어도 하나의 제 2면에 대한 이미지 신호를 생성하기 위한 상기 제1 이미지 캡쳐 평면을 형성(define)하는 제1 이미지 캡쳐 장치; 및

상기 제 2이미지를 캡쳐하고 상기 반도체 소자의 상기 제 1면에 대한 이미지 신호를 생성하기 위한 상기 제 2이미지 캡쳐 평면을 형성(define)하는 제2 이미지 캡쳐 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 제 1이미지의 광학적 배율을 변경하기 위한 상기 제 1 광 경로를 따라 배치된 적어도 하나의 제 1렌즈와;

상기 제 2이미지의 광학적 배율을 변경하기 위한 상기 제 2 광 경로를 따라 배치된 적어도 하나의 제 2렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 제 1이미지 캡쳐 장치 및 상기 제 2이미지 캡쳐 장치 각각은 상기 제 1 및 제 2이미지를 처리하기 위한 컴퓨터-기반 장치 및 컨트롤러 중 하나와 신호 통신되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 빔 분할기는, 상기 제 1 및 제 2 광 경로 각각을 따라 이동하는 상기 각각의 제 1 및 제 2 광선을 제공하기 위해 상기 빔 분할기를 통해 다수의 방향으로 광을 안내하기 위한 복수의 반사면으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 반사체 어셈블리는:

상기 빔 분할기를 향하는 제 1방향을 따라 상기 반도체 소자의 상기 적어도 하나의 제 2면으로부터 반사된 광을 수용하고 안내하도록 배치된 제 1 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 제1 반사면은 적어도 하나의 거울 및 적어도 하나의 프리즘에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 반사체 어셈블리는:

상기 제 1방향을 따라 상기 반도체 소자의 다수의 측면들으로부터 반사된 광을 수용하고 안내하도록 배치된 다수의 제1 반사면을 포함하고, 상기 다수의 측면들은 상기 적어도 하나의 제 2면을 구성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 9에 있어서,

상기 다수의 측면들 각각은 상기 반도체 소자의 상기 제 1면이 있는 상기 제 1평면에 수직인 평면에 존재하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 9에 있어서,

상기 다수의 제 1반사면은 통로(passageway)를 형성하기 위하여 상호 배치되고, 상기 제 1방향은 상기 반도체 소자의 상기 제 1면과 수직으로 교차하며, 상기 반도체 소자는 상기 반사체 어셈블리와 상대적으로 배치되어 상기 반도체 소자의 상기 제 1면으로부터 반사된 광이 상기 제 1방향을 따라 상기 통로를 통해 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 11에 있어서,

상기 제 1방향과 교차하도록 배치된 제 2반사면을 더 포함하되, 상기 제 2반사면은 상기 제 1방향으로부터 광을 수용하고 방향 변환시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 12에 있어서,

광을 생성하기 위한 광 어셈블리를 더 포함하되, 상기 광 어셈블리는 상기 반도체 소자 방향으로 상기 광 어셈블리에 의해 생성된 광을 안내하기 위하여 배치되고, 상기 제 2반사면은 상기 광 어셈블리 및 상기 반도체 소자 사이에 개재되는 동시에 상기 반도체 소자를 향하는 상기 광 어셈블리에 의해 안내된 광의 일부를 통과 가능하게 하기 위해 광 투과 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 9에 있어서,

상기 제 1이미지 캡쳐 평면을 형성(define)하는 제 1이미지 캡쳐 장치;

상기 제 2이미지 캡쳐 평면을 형성(define)하는 제 2이미지 캡쳐 장치;

상기 제 1 광 경로를 따라 배치되고 상기 빔 분할기와 상기 제 1이미지 캡쳐 장치 사이에 개재되며 제 1 광 배율 계수(optical magnification factor)를 가지는 제 1렌즈; 및

상기 제 2 광 경로를 따라 배치되고 상기 빔 분할기와 상기 제 2이미지 캡쳐 장치 사이에 개재되며 제 2 광 배율 계수를 가지는 제 2렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 14에 있어서,

상기 제 2 광 배율 계수는 상기 제 1 광 배율 계수보다 크며, 상기 반도체 소자의 상기 제 1면의 이미지 확대 부분이 상기 제 1이미지 보다 상기 제 2이미지에서 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 7에 있어서,

상기 반도체 소자 방향으로 광을 발생시키기 위해 기능하고 광을 안내하기 위하여 배치된 다수의 조명 장치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 16에 있어서,

상기 다수의 조명 장치는 다수의 각도 중 적어도 하나로 상기 반도체 소자에 광을 안내하도록 더 배치되고 기능하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
청구항 16에 있어서,

상기 다수의 조명 장치는 다수의 색상 중 적어도 하나 및 다수의 세기(intensity) 중 적어도 하나로 상기 반도체 소자에 광을 안내하도록 더 배치되고 기능하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 검사 시스템.
제 1평면을 따라 연장되는 제 1면 및 상기 제 1평면으로부터 경사진 적어도 하나의 제 2평면을 따라 연장되는 적어도 하나의 제 2면을 포함하는 다수 표면을 구비한 반도체 소자를 검사하기 위한 방법에 있어서,

상기 반도체 소자의 상기 제 1면으로부터 반사된 광 및 상기 반도체 소자의 상기 적어도 하나의 제 2면으로부터 반사된 광을 수용하는 단계;

제 1이미지 캡쳐 평면과 교차되는 제 1 광선을 생성하기 위해, 상기 수용된 광을 제 1 광 경로를 따라 안내하는 단계;

제 2이미지 캡쳐 평면과 교차되는 제 2 광선을 생성하기 위해, 상기 수용된 광을 제 2 광 경로를 따라 안내하는 단계;

상기 반도체 소자의 다수 표면의 이미지로 이루어진 제 1 뷰(view)를 가지는 제 1이미지를 상기 제 1이미지 캡쳐 평면에서 캡쳐하는 단계;

상기 반도체 소자의 단일 표면의 이미지로 이루어진 제 2 뷰를 가지는 제 2이미지를 상기 제 2이미지 캡쳐 평면에서 캡쳐하는 단계; 및

상기 반도체 소자를 검사하기 위하여 상기 제 1이미지 및 상기 제 2이미지 중 적어도 하나를 처리하는 단계;를 포함하되,

상기 제 1이미지의 캡쳐 및 상기 제 2이미지의 캡쳐는 동시에 그리고 연속적으로 수행 가능한 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 제 1 뷰는 상기 반도체 소자의 상기 제 1면의 이미지와 상기 반도체 소자의 상기 적어도 하나의 제 2면의 이미지로 이루어져 있고, 상기 제 2 뷰는 상기 반도체 소자의 상기 제 1면의 이미지로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 제 1이미지에 해당하는 제 1이미지 신호를 수신하는 단계;

상기 제 1이미지 신호를 처리하여 상기 반도체 소자의 상기 제 1면 및 상기 적어도 하나의 제 2면을 검사하는 단계;

상기 제 2이미지에 해당하는 제 2이미지 신호를 수신하는 단계; 및

상기 제 2이미지 신호를 처리하여 상기 반도체 소자의 상기 제 1면을 검사하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 제 1이미지의 광 배율 및 상기 제 2이미지의 광 배율 중 적어도 하나를 변경하는 단계를 포함하되,

상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지의 상기 광 배율 변경은 적어도 하나의 제1 렌즈 및 적어도 하나의 제2 렌즈 중 적어도 하나에 의해 각각 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 22에 있어서,

상기 적어도 하나의 제 1렌즈는 제 1 광 배율 계수를 가지며, 상기 적어도 하나의 제 2렌즈는 제 2 광 배율 계수를 가지고, 상기 제 2 광 배율 계수는 상기 제 1 광 배율 계수보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 반도체 소자의 상기 제 1면 및 상기 적어도 하나의 제 2면으로부터 반사될 수 있는 광을 상기 반도체 소자로 안내하는 단계;

반사체 어셈블리에 의해 상기 반도체 소자로부터 반사된 광을 수용하는 단계; 및

상기 반사체 어셈블리에 의해 제 1방향을 따라 수용된 광을 상기 제 1 광선 및 상기 제 2광선을 생성하는 빔 분할기로 안내하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
삭제
삭제
청구항 24에 있어서,

상기 반사체 어셈블리는:

상기 제 1 방향을 따라 상기 반도체 소자의 상기 적어도 하나의 제 2면으로부터 반사된 광을 수용하고 안내하기 위하여 배치된 적어도 하나의 반사면을 포함하되,

상기 반도체 소자의 상기 제 1면으로부터 반사된 광의 적어도 일부는 상기 제 1방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 27에 있어서,

상기 적어도 하나의 반사면은 적어도 하나의 거울 및 적어도 하나의 프리즘에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 24에 있어서,

상기 반사체 어셈블리는:

상기 제 1방향을 따라 상기 반도체 소자의 다수의 측면들으로부터 반사된 광을 수용하고 안내하기 위하여 배치된 다수의 제1 반사면을 포함하되, 상기 다수의 측면들은 상기 적어도 하나의 제 2면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 29에 있어서,

상기 다수의 측면들 각각은 상기 반도체 소자의 상기 제 1면이 있는 상기 제 1평면에 수직인 평면에 존재하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 29에 있어서,

상기 다수의 제 1반사면은 통로(passageway)를 형성하기 위하여 상호 배치되고, 상기 제 1방향은 상기 반도체 소자의 상기 제 1면과 수직으로 교차하며, 상기 반도체 소자는 상기 반사체 어셈블리와 상대적으로 배치되어 상기 반도체 소자의 제 1면으로부터 반사된 광이 상기 제 1방향을 따라 상기 통로를 통해 이동하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 31에 있어서,

상기 제 1방향과 교차하는 제 2반사면에서 상기 제 1방향을 따라 이동하는 광을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 32에 있어서,

상기 반도체 소자와 광 어셈블리 사이에 배치된 상기 제 2 반사면은,

상기 광 어셈블리를 사용하여 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 2반사면을 향하는 광을 상기 반도체 소자까지 안내하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 33에 있어서,

상기 반도체 소자로 광을 안내하기 위한 다수의 광 어셈블리를 제어하는 단계를 더 포함하되,

상기 다수의 광 어셈블리는 다수의 각도 중 적어도 하나의 각도로 상기 반도체 소자로 광을 안내하기 위해 동작하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
청구항 19에 있어서,

상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지 각각은 제1 설정 특성들 및 제2 설정 특성들 중 하나에 의해 특징될 수 있으며, 상기 제1 설정 특성들 및 상기 제2 설정 특성들 각각은 적어도 하나의 조명 색, 적어도 하나의 조명 휘도 및 적어도 하나의 조사각 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자를 검사하기 위한 방법.
삭제
삭제
삭제